Үздіксіз базальт талшығын дайындаудың екі негізгі технологиясы

1. Жалын әдісі

Жалын әдісі жылудың тікелей бетіне жеткізілетін өндіріс процесін қамтиды Базальт Отқа төзімді кірпіштен жасалған базальт пешіндегі балқыту. Бұл жылу әдетте пештің жоғарғы жағынан шығатын жалын (мысалы, табиғи газ-оттегі немесе ыстық ауа жануы немесе плазмалық жалын) арқылы пайда болады. Бұл бастапқы қыздыру әдісін төменгі электродты қыздырумен толықтыруға болады. Барлық процесс балқытуды, мөлдірлеуді және қалыптауды қамтиды.

Қазіргі уақытта салада кең таралған шағын, жеке жалын пештері тек жоғарғы табиғи газды жағу арқылы қыздыруды пайдаланады және қосалқы төменгі электродтар жоқ. Дегенмен, олардың жоғары энергия тұтынуына, жоғары өндіріс шығындарына және өнімнің төмен құнына байланысты, осы технологияны қолданатын компаниялардың көпшілігі үлкен шығындарға ұшырап, банкроттыққа ұшырау алдында тұр.

Жалын әдісінің даму бағыты - бұл жалынмен қыздырылатын бак пеші, ол жоғарғы табиғи газ-оттегі жағу және қосалқы төменгі электродты қыздырумен «газ-электрлік үйлесім» тәсілін қолданады. Бұл «газ-электрлік үйлесім» әдісі өндіріс үшін ең негізгі технология болып табылады. Шыны талшығыs, және бұл шыны талшықты пештер өте жетілген және сәтті жұмыс істейді, әсіресе шыны талшықты резервуар пешінің сызба пештерінің дизайны үшін стандартқа айналған агрегат пештері. Бұл технологияны үздіксіз базальт талшығын өндіруге ауыстыру үшін күш-жігер жұмсалды, бірақ шектеулі сынақтарға қарамастан, әлі күнге дейін табысқа қол жеткізілген жоқ. Соңғы екі жылда кейбіреулер таза табиғи жанартау жыныстарының шикізатынан формулаланған шикізатқа ауысып (яғни, жанартаулық емес жыныстардың көп бөлігін қосып), басқаша тәсіл қолданды. Бұл жылына 10 000 тонна және 3500 тонна жалынмен қыздырылатын резервуар пештерінің өндірістік желілерін сәтті пайдалануға және пайдалануға әкелді.

2. Толық электрлік балқыту әдісі

Толық электрлік балқыту әдісі электр энергиясы отқа төзімді кірпіштен жасалған базальт пешіндегі жоғары температуралы базальт балқымасына тікелей жеткізілетін өндіріс процесін қамтиды. Бұған электродтар (мысалы, графит, молибден, қалайы диоксиді және т.б.) немесе (және) басқа физикалық әдістер (мысалы, плазмалық әдістер) арқылы қол жеткізіледі. Бұл технология балқытуды, тазартуды және қалыптауды қамтиды.

Қытайдың үздіксіз базальт талшығын толығымен электрлік балқыту әдісі 2002 жылы ұлттық 863 бағдарламасынан басталды, ол осы әдісті қолдана отырып, шағын көлемді дербес пешті тарту аппаратын аяқтады. Үздіксіз балқытудағы маңызды жетістіктер базальт талшығы 2016 жылы толығымен электрлік балқыту технологиясына қол жеткізілді, жылына мың тонналық толық электрлік балқыту пешінің пилоттық көлемі аяқталды. Бұл жүйе көп қатарлы прогрессивті электродтарды пайдаланады, бұл балқытылған сұйықтық деңгейінің тереңдігін 1300 мм-ге дейін жеткізуге мүмкіндік береді. Өнімнің монофиламентінің диаметрі 9-22 мкм аралығында шоғырланған, ал кешенді қондырғының қуат тұтынуы 3,0-3,5 кВт/кг құрайды, бұл энергияны үнемдеудің тамаша әсерін көрсетеді. 2018 жылы жылына 1200 тонналық толық электрлік балқыту пешінің өндірістік желісі («бірден сегізге дейін», 400 тесікті шпиннереттерді пайдалана отырып) ресми түрде іске қосылды. Ол үш жылдан астам уақыт бойы тұрақты жұмыс істеп келеді, бұл пештің қызмет ету мерзімі үш жылдан астам уақытқа жететінін растайды.

Бүгінгі күнге дейін таза табиғи жанартау жыныстарының шикізаты үшін үздіксіз базальт талшығын өндіру технологиясы тек жылына мың тонналық пеш технологиясы деңгейінде және тек толық электрлік балқыту әдісі үшін сақталады.

3. Екі технологиялық бағытты салыстыру

Жоғары температураның ерекшеліктері базальт балқымасы, атап айтқанда, оның нашар жылу өткізгіштігі, жоғары тұтқырлығы және қысқа материалдық қасиеттері, үздіксіз базальт талшығын өндіруді қиындатады.

• Жалын әдісі

Жалын әдісі, бұрынғы Кеңес Одағынан (қазіргі Ресей мен Украина) енгізілген және Қытайдың нақты жағдайларына бейімделген салыстырмалы түрде жетілген технология, кеңінен қолданылды. Дегенмен, оның индустрияландырудағы ең үлкен кемшілігі - өндірістің жоғары құны және төмен шығын тиімділігі, бұл көбінесе әдістің өзіндегі физикалық құрылымдық ақауларға байланысты.

Жылуды аз пайдалану

Бұл әдісте табиғи газ пештің жоғарғы жағынан жағылады, жалын базальт балқымасының бетін тікелей қыздырады. Жылудың 60%-дан астамы балқыма бетімен шағылысып, шығатын газдармен тасымалданады. Жоғары температуралы базальт балқымасының жылу өткізгіштігі жоғары температуралы шыны балқымасына қарағанда он есе төмен екенін ескерсек, жылу беру өте баяу жүреді. Шағын, бір блокты пештер балқыма тереңдігін тек шамамен 15 см ғана ұстай алады. Жылына 10 000 тонна жалынмен қыздырылатын базальт партиялық бак пештері қосалқы төменгі электродты қыздыру арқылы 50 см балқыма тереңдігіне жете алса, балқыма пештің ішінде ыдыс тәрізді құрылым түзеді, бұл үлкен меншікті беткі ауданға және айтарлықтай жылу таралуына әкеледі. Оқшаулау материалдары арқылы жылу шығыны 10%-дан асады. Демек, нақты жылуды пайдалану деңгейі 30%-дан аз.

Балқу сапасы төмен

Жалын әдісіндегі балқу деңгейі таяз болғандықтан, тазарту және гомогендеу бөлімдері толық гомогендеуге қол жеткізе алмайды, бұл балқу сапасының төмендеуіне әкеледі.

Шығарынды газдар

Табиғи газдың жануы күкірт және азот оксидтері сияқты пайдаланылған газдарды шығарады.

Парниктік газдар шығарындылары

Қазба отыны ретінде табиғи газды жағу кезінде парниктік газ болып табылатын СО2 айтарлықтай мөлшерде бөлінеді.

Жоғары жабдыққа инвестиция салу

Табиғи газды жағудан шығатын газ шығарындыларын жою ластануды бақылау шараларын қажет етеді. Жылуды аз пайдалану қалдық жылуды қалпына келтіру шараларын да қажет етеді. Сонымен қатар, таза оттегіні жағу үшін оттегі өндіру жабдықтары қажет. Бұл үш фактор жабдыққа инвестицияны айтарлықтай арттырады. Жалын әдісіне бірлік инвестиция тоннасына шамамен 11 000-20 000 юаньды құрайды.

• Толық электрлік балқыту әдісі

Жалын әдісімен салыстырғанда, толық электрлік балқыту әдісі айтарлықтай артықшылықтар береді.

Жоғары балқу сапасы

Толық электрлік балқыту технологиясы балқыма жоғары температуралы балқытылған күйде электр өткізгіштік принципіне негізделген, бұл ішкі қыздыру үшін электр энергиясын балқымаға тікелей беруге мүмкіндік береді. Электродтардың тік орналасуы тік балқытуды жеңілдетеді. Жылына мың тонналық толық электрлік балқыту цистерналары пештері 1,2 метрден астам балқыту тереңдігіне жете алады, бұл ұзағырақ тазарту және гомогендеу бөлігін қамтамасыз етеді. Цистерна ішіндегі жоғары температуралы изотермиялық аймақ тереңірек, бұл базальттың балқуы мен гомогендеу сапасын жақсартады.

Энергия тиімділігі

Балқыманы тікелей ішкі қыздыру, тік балқыту, тереңірек бактар ​​және балқыма бетіндегі суық материалды жабу жоғары балқу жылдамдығына және жоғары жылу тиімділігіне ықпал етеді. Біріншіден, балқымаға тікелей енгізілген электродтар Джоуль жылуын толық пайдалануды қамтамасыз етеді. Екіншіден, тереңдігі пештің ішкі диаметріне жақындаған терең балқыма деңгейі балқыма үшін кішірек, минималды меншікті беткі ауданға әкеледі. Бұл геометриялық құрылым жалын әдісінің ыдыс тәрізді құрылымымен салыстырғанда жылудың таралуын айтарлықтай азайтады. Үшіншіден, балқыма бетіндегі суық материалды жабу «суық пештің үстіңгі қабатын» құрайды, бұл жылу шығынын одан әрі азайтады.

Төмен көміртекті із

Толығымен электрлік балқыту технологиясы жалын әдісінде табиғи газдың жануымен байланысты көміртегі шығарындыларын жояды. Оның көміртегі шығарындылары тек электр желісінің энергия қоспасымен анықталады. Егер су электр станциялары немесе басқа жаңартылатын энергия көздері пайдаланылса, нөлдік көміртегі шығарындыларына қол жеткізуге болады.

Төмен инвестиция

Толық электрлік балқыту әдісі табиғи газды таза оттегімен жағуды қамтымайтындықтан, пайдаланылған газды қоршаған ортаны тазарту жабдықтарына немесе оттегі генерациялау жабдықтарына инвестиция салудың қажеті жоқ. Сонымен қатар, балқыма бетіндегі суық материалдың жабыны қалдық жылуды қалпына келтіру жабдықтарына инвестиция салудың қажеті жоқ дегенді білдіреді. Сондықтан толық электрлік балқыту әдісіне бірлік инвестиция төмен.

Баға артықшылығы

Энергияны айтарлықтай үнемдеу және негізгі құралдардың амортизациясының төмендеуі айқын шығындар артықшылығына айналады.